Proiectarea circuitelor simple de alimentare

Postul detaliază cum să proiectați și să construiți un circuit simplu de alimentare, de la proiectarea de bază până la sursa de alimentare rezonabilă și sofisticată, cu caracteristici extinse.

Sursa de alimentare este indispensabilă

Fie că este vorba de un noob electronic sau de un inginer expert, toate necesită acest echipament indispensabil numit unitatea de alimentare.

Acest lucru se datorează faptului că nicio electronică nu poate funcționa fără alimentare, pentru a fi precis o putere de curent continuu de joasă tensiune, iar o sursă de alimentare este un dispozitiv destinat în mod special pentru îndeplinirea acestui scop.

Dacă acest echipament este atât de important, devine imperativ pentru toți cei din domeniu să învețe toate nitiurile acestui important membru al familiei electronice.

Să începem și să învățăm cum să proiectăm un circuit de alimentare, cel mai simplu mai întâi, probabil pentru noobii care ar găsi aceste informații extrem de utile.
LA circuit de alimentare de bază va necesita fundamental trei componente principale pentru furnizarea rezultatelor preconizate.
Un transformator, o diodă și un condensator. Transformatorul este dispozitivul care are două seturi de înfășurări, unul primar și celălalt secundar.

Rețeaua 220v sau 120v este alimentată la înfășurarea primară care este transferată la înfășurarea secundară pentru a produce o tensiune indusă mai mică acolo.

Tensiunea redusă redusă disponibilă la secundarul transformatorului este utilizată pentru aplicația intenționată în circuitele electronice, cu toate acestea, înainte ca această tensiune secundară să poată fi utilizată, trebuie mai întâi rectificată, ceea ce înseamnă că tensiunea trebuie transformată mai întâi într-un DC.

De exemplu, dacă secundarul transfornmer este evaluat la 12 volți, atunci cei 12 volți dobândiți de la secundarul transformatorului vor fi de 12 volți AC ca firele relevante.

Circuitul electronic nu poate funcționa niciodată cu AC-uri și, prin urmare, această tensiune ar trebui transformată într-un DC.

O diodă este un dispozitiv care convertește în mod eficient un CA în CC, există trei configurații prin care pot fi configurate proiectele de bază de alimentare.

Poate doriți să învățați cum se proiectează o sursă de alimentare de bancă

Folosind o singură diodă:

Cea mai simplă și mai brută formă de proiectare a sursei de alimentare este cea care folosește o singură diodă și un condensator. Deoarece o singură diodă va rectifica doar o jumătate de ciclu al semnalului de curent alternativ, acest tip de configurație necesită un condensator mare de filtrare de ieșire pentru a compensa limita de mai sus.

Un condensator de filtru se asigură că după rectificare, la secțiunile de scădere sau descreștere ale modelului de curent continuu rezultat, unde tensiunea tinde să scadă, aceste secțiuni sunt umplute și acoperite de energia stocată în interiorul condensatorului.

Acțiunea de compensare de mai sus, efectuată de energia stocată a condensatorilor, ajută la menținerea unei ieșiri curente și curate, care nu ar fi posibilă doar de diode.

Pentru un proiect de alimentare cu o singură diodă, înfășurarea secundară a transformatorului trebuie doar să aibă o singură înfășurare cu două capete.

Cu toate acestea, configurația de mai sus nu poate fi considerată un design eficient al sursei de alimentare datorită rectificării sale brute pe jumătate de undă și capacităților limitate de condiționare a ieșirii.

Utilizarea a două diode:

Utilizarea a două diode pentru realizarea unei surse de alimentare necesită un transformator care are o înfășurare secundară cu filet central. Diagrama arată cum sunt conectate diodele la transformator.

Deși cele două diode funcționează în tandem și abordează ambele jumătăți ale semnalului de curent alternativ și produc o rectificare cu undă completă, metoda utilizată nu este eficientă, deoarece în orice moment este utilizată doar o jumătate de înfășurare a transformatorului. Acest lucru are ca rezultat o saturație slabă a miezului și încălzirea inutilă a transformatorului, făcând acest tip de configurație a sursei de alimentare mai puțin eficient și un design obișnuit.

Utilizarea a patru diode:

Este cea mai bună și universal acceptată formă de configurare a sursei de alimentare în ceea ce privește procesul de rectificare.

Folosirea inteligentă a patru diode face lucrurile foarte simple, este necesară doar o singură înfășurare secundară, saturația nucleului este perfect optimizată, rezultând o conversie eficientă de la AC la CC.

Figura arată cum se realizează o sursă de alimentare rectificată cu undă completă utilizând patru diode și un condensator cu filtru de valoare relativ scăzută.

Acest tip de configurație a diodei este cunoscut popular ca rețea de punte, poate doriți să știți cum se construiește un redresor de punte .

Toate proiectele de surse de alimentare de mai sus oferă ieșiri cu reglare obișnuită și, prin urmare, nu pot fi considerate perfecte, acestea nu asigură ieșiri DC ideale și, prin urmare, nu sunt de dorit pentru multe circuite electronice sofisticate. Mai mult, aceste configurații nu includ funcții de control al tensiunii și curentului variabile.

Cu toate acestea, caracteristicile de mai sus pot fi pur și simplu integrate proiectelor de mai sus, mai degrabă cu ultima configurație de alimentare cu undă completă prin introducerea unui singur IC și a altor câteva componente pasive.

Utilizarea IC LM317 sau LM338:

IC LM 317 este un dispozitiv extrem de versatil, care este în mod normal încorporat cu surse de alimentare pentru obținerea unor ieșiri de tensiune / curent bine reglate și variabile. Câțiva circuite de exemplu de alimentare cu acest IC

Deoarece IC-ul de mai sus poate suporta maximum 1,5 amperi, pentru ieșiri de curent mai mari se poate utiliza un alt dispozitiv similar, dar cu ratinguri mai mari. IC LM 338 funcționează exact ca LM 317, dar este capabil să gestioneze până la 5 amperi de curent. Un design simplu este prezentat mai jos.

Pentru obținerea nivelurilor de tensiune fixă, circuitele IC din seria 78XX pot fi utilizate cu circuitele de alimentare de mai sus explicate. IC-urile 78XX sunt explicate în mod cuprinzător pentru referință

In zilele de azi surse de alimentare SMPS fără transformator devin favoritele printre utilizatori, datorită eficienței ridicate, a puterii ridicate care oferă caracteristici la dimensiuni uimitor de compacte.
Deși construirea unui circuit de alimentare SMPS acasă nu este cu siguranță pentru novicii din domeniu, inginerii și pasionații cu cunoștințe cuprinzătoare despre subiect pot construi astfel de circuite acasă.

Puteți afla, de asemenea, despre un pic îngrijit proiectarea sursei de alimentare în modul comutator.

Există câteva alte forme de surse de alimentare care pot fi construite chiar de noii pasionați de electronice și care nu necesită transformatoare. Deși foarte ieftine și ușor de construit, aceste tipuri de circuite de alimentare nu pot suporta curent greu și sunt în mod normal limitate la 200 mA sau cam așa ceva.

Proiectare sursă de alimentare fără transformator

Două concepte ale transformatorului de mai sus, mai puțin tip de circuite de alimentare, sunt discutate în următoarele câteva posturi:

Prin utilizarea condensatoarelor de înaltă tensiune,

Utilizând IC-uri Hi-End și FET

Feedback de la unul dintre cititorii dedicați ai acestui blog

Dragă Swagatam Majumdar,

Doresc să fac un psu pentru un microcontroler și componentele sale dependente ...

Vreau să obțin o ieșire stabilă + 5V și + 3,3V din psu, nu sunt sigură de vârsta amplificatorului, dar cred că un total de 5A ar trebui să fie suficient, vor exista și mouse 5V și tastatură 5V și 3 x IC-uri SN74HC595 și SRAM de 2 x 512Kb ... Deci chiar nu știu amploarea pe care să o vizez ....

Cred că 5Amp este suficient? .... Întrebarea mea PRINCIPALĂ este ce TRANSFORMATOR să folosească și ce DIODE să folosesc? Am ales transformatorul după ce am citit undeva online că redresorul de punte provoacă o VOLT DROP de 1,4V în general și în blogul dvs. de mai sus declarați că recitfierul de punte va face ca tensiunea să crească? ...

Așadar, nu sunt sigur (oricum nu sunt sigur că sunt nou în electronică) ..... PRIMUL transformator pe care l-am ales a fost acesta. Vă rog să mă sfătuiți care este CEL MAI BUN pentru nevoile mele și ce DIODE să folosesc și eu .... Aș dori să folosesc alimentatorul pentru o placă foarte asemănătoare cu aceasta ....

Vă rog să mă ajutați și să mă ghidați cel mai bun mod de a face un alimentator MAINS 220 / 240V adecvat, care îmi oferă STABLE 5V și 3.3V pentru a fi utilizat cu designul meu. Vă mulțumesc anticipat.

Cum să obțineți constant 5V și 3V din circuitul de alimentare

Bună ziua, puteți obține acest lucru pur și simplu printr-un IC 7805 pentru a obține 5V și adăugând câteva diode 1N4007 la acest 5V pentru a obține aproximativ 3,3V.

5 amp pare prea mare și nu cred că ați avea nevoie de acest curent atât de mare, cu excepția cazului în care utilizați și această sursă de alimentare cu o etapă de driver externă care transportă sarcini mai mari, cum ar fi un LED de mare putere sau un motor etc.

Deci, sunt sigur că cerința dvs. poate fi ușor îndeplinită prin procedurile menționate mai sus.

pentru alimentarea MCU prin procedura de mai sus puteți utiliza un trafo 0-9V sau 0-12V cu curent 1amp, diodele ar putea fi 1N4007 x 4nos

Diodele vor scădea de 1,4V când intrarea este DC, dar când este un CA ca dintr-un trafo, atunci ieșirea va fi crescută cu un factor de 1,21.

asigurați-vă că utilizați un capac de 2200uF / 25V după punte pentru filtrare

Sper că informațiile vă vor lumina și vă vor răspunde la întrebări.

Imaginea de mai sus arată cum să obțineți 5V și 3.3V constante dintr-un anumit circuit de alimentare.

Cum se obține o tensiune variabilă de 9 V de la IC 7805

În mod normal, IC 7805 este considerat un dispozitiv fix de reglare a tensiunii de 5 V. Cu toate acestea, cu o soluție de bază, IC-ul ar putea fi transformat într-un circuit regulator variabil de 5 V la 9 V, așa cum se arată mai sus.

Aici, putem vedea că o presetare de 500 ohm este adăugată cu pinul de masă central al IC-ului, care permite IC-ului să producă o valoare de ieșire ridicată de până la 9 V, cu un curent de 850 mA. Presetarea ar putea fi ajustată pentru a obține ieșiri în intervalul de 5 V la 9 V.

Realizarea unui circuit fix de regulator de 12V

În diagrama de mai sus putem vedea cum ar putea fi utilizat un regulator IC obișnuit 7805 pentru crearea unei ieșiri reglate fixe de 5V.

În cazul în care doriți să obțineți o sursă de alimentare regulată fixă ​​de 12V, aceeași configurație ar putea fi aplicată pentru obținerea rezultatelor necesare, după cum se arată mai jos:

12V, 5V Sursa de alimentare reglementată

Acum, să presupunem că aveți aplicații de circuite care aveau nevoie de o sursă dublă în gama de 12V fixe și, de asemenea, 5V fixe reglementate.

Pentru astfel de aplicații, proiectul discutat mai sus ar putea fi pur și simplu modificat utilizând un 7812 IC și apoi un 7805 IC pentru a obține împreună ieșirea necesară de alimentare de 12V și 5V, așa cum se indică mai jos:

Proiectarea unei surse de alimentare duble simple

În multe dintre aplicațiile circuitului, în special în cele care utilizează amplificatoare op, o sursă de alimentare dublă devine obligatorie pentru a permite alimentarea +/- și la sol a circuitului.

Proiectarea unui simplu alimentare dublă implică de fapt doar o sursă de alimentare centrală și un redresor de punte împreună cu câteva condensatoare de filtru de mare valoare, așa cum se arată mai jos:

Cu toate acestea, pentru a obține o sursă de alimentare dublă reglată cu nivelul dorit de dublă tensiune la ieșire este ceva care necesită în mod normal un design complex folosind circuite integrate costisitoare .

Următorul design arată cât de simplu și discret o sursă de alimentare duală ar putea fi configurată folosind câteva BJT-uri și câteva rezistențe.

Aici Q1 și Q3 sunt amenajate ca emițătoare trece tranzistoare , care decid cantitatea de curent care este permis să treacă peste ieșirile respective +/-. Aici, este în jur de 2 amperi

Tensiunea de ieșire pe șinele duble de alimentare relevante este determinată de tranzistoarele Q2 și Q4 împreună cu rețeaua lor de separare rezistivă de bază.

Nivelurile de tensiune de ieșire ar putea fi ajustate și ajustate în mod corespunzător prin ajustarea valorilor divizoarelor de potențial formate de rezistențele R2, R3 și R5, R6.

Proiectarea unei surse de alimentare LM317 cu rezistențe fixe

O alimentare extrem de simplă de tensiune / curent bazată pe LM317T, care ar putea fi utilizată pentru încărcarea celulelor de nichel-cadmiu sau oricând este necesară o sursă de alimentare practică, este demonstrată mai jos.

Este o aventură simplă de construit pentru începător și este menită să fie utilizată cu un adaptor de rețea plug-in care furnizează un c.c. nereglementat. ieșire. IC1 este de fapt un regulator reglabil de tip LM317T.

Comutatorul rotativ S1 alege setarea (curent constant sau tensiune constantă) împreună cu valoarea curentului sau a tensiunii. Tensiunea reglată poate fi obținută la SK3, iar curentul este în SK4.

Observați că este încorporată o setare reglabilă (poziția 12) care permite adaptarea unei tensiuni variabile prin potențiometrul VR1.

Valorile rezistenței trebuie fabricate din cele mai apropiate valori fixe care pot fi obținute, poziționate în serie, după caz.

Rezistorul R6 este evaluat la 1W și R7 la 2W, deși restul ar putea fi de 0,25W. Regulatorul de tensiune IC1 317 trebuie instalat la un radiator a cărui dimensiune este determinată de tensiunile și curenții de intrare și ieșire necesari.